Question

【題目】如圖所示，實線AB為一電子在電場中的運動軌跡，虛線為等勢線且相鄰兩等勢線間的電勢差相等、距離相等，電子運動到等勢線φ1上時，具有動能3．0×10﹣20J，它運動到等勢線φ3上時，具有動能1．0×1．0﹣20J．令φ0=0，電子重力不計，則下列說法正確的是

A. 電場方向水平向左

B. 電子在運動過程中加速度變小

C. 當該電子的電勢能為4×10﹣21J時，其動能大小為3．6×10﹣20J

D. 電子在A點的電勢能為負值

Answer 1

【答案】C

【解析】試題分析：據題電子從A到B，動能減小，則電勢能增大，而電子帶負電，電子在電勢低處電勢能大，所以φ1＞φ3，因此電場方向水平向右，故A錯誤．相鄰兩等勢線間的電勢差相等、距離相等，由公式可知該電場是勻強電場，電子所受的電場力不變，加速度不變，故B錯誤．電子從等勢線φ1運動到等勢線φ3時，動能減小2×10﹣20J，由動能定理可知電場力做功 W13=﹣2×10﹣20J．由于相鄰等勢面間電勢差相等，根據W=qU可知，電子從等勢線φ0運動到等勢線φ1時，電場力做功應為W01=﹣1×10﹣20J，動能減小了1×10﹣20J，所以電子在φ0處的動能為 Ek=4×10﹣20J，因為φ0=0，所以Ep=qφ0=0，即電子的總能量為E=Ek+Ep=4×10﹣20J+0J=4×10﹣20J，根據能量守恒可得當該電子的電勢能為4×10﹣21J時，其動能大小為3．6×10﹣20J，故C正確．令φ0=0，則A點電勢為負，由公式Ep=qφ可知電子在A點的電勢能為正．故D錯誤．所以C正確，ABD錯誤。